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        黑麋峰抽水蓄能電站引水流道運行狀況分析

        2019-03-08 09:11:30陳玉嬌龐希斌祝加勇
        水電站機電技術 2019年2期
        關鍵詞:平段岔管主洞

        湯 巍,陳玉嬌,劉 源,龐希斌,祝加勇

        (國網新源湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司,湖南 長沙410213)

        1 概述

        黑麋峰抽水蓄能電站位于長沙市北郊的黑麋峰風景區(qū),總裝機容量1200 MW,共安裝4臺單機容量為300 MW的混流可逆式水泵水輪發(fā)電機組。工程屬一等大(1)型工程,工程樞紐由上水庫建筑物、下水庫建筑物、輸水系統(tǒng)、地下廠房洞室群、地面副廠房等組成。輸水系統(tǒng)采用引水主洞1洞2機、尾水隧洞1洞1機的布置方案。輸水系統(tǒng)主要建筑物包括:上水庫進/出水口、引水主洞、鋼筋混凝土岔管、高壓鋼支管、尾水隧洞和下水庫出/進水口等。

        2 引水流道主要參數

        上游引水流道采用1洞2機布置,共有2條引水主洞,上庫進/出水口對應2條引水洞,分為2個進水口,主洞中心間距46 m,由上平段、斜井段和下平段組成,采用鋼筋混凝土襯砌,襯后洞徑D=8.50 m,高壓支洞襯后洞徑5.3~2.8 m采用鋼板和素混凝土襯砌,引水主洞經上平段、上彎段、斜井、下彎段、下平段洞軸線高程由357 m降至17.85 m,埋深70~270 m,下彎段埋深最深,引水主洞末端及岔洞埋深約225 m。洞室圍巖以微風化~新鮮花崗巖為主,少量花崗偉晶巖脈和細?;◢弾r脈、石英脈,巖體完整性一般較好,以Ⅱ~Ⅲ類圍巖為主。輸水系統(tǒng)土建施工工程于開工2005年4月28日開工,2010年4月26日輸水系統(tǒng)土建施工完工。

        3 監(jiān)測布置情況

        根據結構布置形式、地質條件,①輸水隧洞、①、②輸水支洞及2個岔洞為重點監(jiān)測部位,②輸水隧洞及③、④輸水支洞為次要監(jiān)測部位。見表1、圖1。

        4 監(jiān)測數據分析

        4.1 引水隧洞

        4.1.1 圍巖變形

        多點位移計測值整體變幅較小,位移已基本趨于穩(wěn)定,多點位移計M4 I1-2引主要表現(xiàn)為壓縮位移,壓縮位移值在-24.99~-14.58 mm之間,最大年變幅1.78 mm,年變幅不大。

        位移年變幅最大為M4 I1-3-1引的5.27 mm,此測點從2014年中下旬開始,位移處于持續(xù)增長趨勢,但從5月下旬開始,位移已基本趨于穩(wěn)定(見表2、圖 2)。

        4.1.2 應力監(jiān)測

        錨桿應力:錨桿應力主要受溫度影響,溫度升高時,拉應力減小,溫度降低時,拉應力增加,符合一般規(guī)律(見圖 3)。

        鋼筋應力:鋼筋計應力值在-87.45~62.54 MPa之間,鋼筋應力主要受溫度影響,溫度升高時,壓應力增大,溫度降低時,壓應力減小,符合一般規(guī)律(見圖 4)。

        表1

        圖1 引水主洞總剖面圖

        圖3 引水隧洞錨桿應力計應力變化過程線

        表2 引水隧洞多點位移計位移年度特征值統(tǒng)計

        4.1.3 滲壓

        其中3支滲壓計PI1-2引、PI增1-1引、PI增1-3引滲壓水位在357.13~403.7 m之間,年變幅在20.59~39.06 m之間,由滲壓水位與庫水位變化過程線圖可以看出,3支滲壓計滲壓水位與庫水位關系明顯,隨庫水位變化而變化。另外2支滲壓計PI1-1引、PI增1-2引滲壓水位相對穩(wěn)定,滲壓水位變化與庫水位相關性不大(見圖5)。

        圖4 引水隧洞鋼筋計應力變化過程線

        圖5 引水隧洞滲壓計滲壓水位變化過程線

        4.2 引水岔管

        4.2.1 圍巖變形

        多點位移計:測點向圍巖外位移量在2.36~10.72mm之間,從位移變化過程線來看圍巖變形已趨于穩(wěn)定。

        4.2.2 應力監(jiān)測

        鋼筋應力:鋼筋應力值在-86.11~10.79 MPa之間,最大拉應力值10.79 MPa,拉應力值不大。應力主要隨環(huán)境溫度呈周期性變化。

        圖6 引水岔管多點位移計位移變化過程線

        圖7 引水岔管鋼筋計應力變化過程線

        4.3 高壓岔管

        圍巖變形:測點向圍巖外位移量在-1.93~0.21 mm之間,年變幅最大0.3 mm,圍巖基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

        圖8 高壓岔管多點位移計位移變化過程線

        4.4 引水支洞

        4.4.1 支護應力

        錨桿主要受壓應力,壓應力值在-142.92~-110.84 MPa之間,呈規(guī)律性變化。

        4.4.2 滲壓

        滲壓計滲壓水位受洞內水壓力作用明顯,2017年5月底至6月中旬,1號引水隧洞流道放空檢查,滲壓計滲壓變化與流道放空過程基本一致。

        圖10 引水支洞滲壓計滲壓水位變化過程線

        5 現(xiàn)場檢查情況

        2017年6月及2018年3月黑麋峰公司水工專業(yè)人員同設計院一起分別對1號、2號引水流道進行了全面檢查,通過啟閉機房通氣孔孔口下至孔底,搭設軟梯,通過軟梯下至引水上平段底部,對上庫進出水口閘門井、引水上平段進行檢查;通過蝸殼人孔門,對下平段、岔管段、壓力鋼管段進行檢查。檢查表明引水流道運行狀況良好,局部存在小缺陷,但不影響結構的整體穩(wěn)定性,已按設計建議利用環(huán)氧砂漿對灌漿孔孔口及混凝土掉塊部位進行處理。

        5.1 上平段檢查

        1號引水流道上平段檢查發(fā)現(xiàn)通氣孔約365 m高程部位混凝土有1處滲水、閘門水封有3處滲漏點,上平洞襯砌混凝土無滲漏現(xiàn)象,混凝土裂縫共8處,局部有鈣化物晰出,不影響洞室整體結構。

        2號引水流道上平段檢查發(fā)現(xiàn)通氣孔約380 m高程部位混凝土有一處滲水、閘門水封有1處滲漏點、閘門后側漸變段結構縫有一處滲水,上平段襯砌混凝土無滲漏現(xiàn)象,局部混凝土存在裂縫、灌漿孔孔口部位混凝土脫落現(xiàn)象,局部有鈣化物析出,不影響洞室整體結構。

        5.2 下平段、岔管段及壓力鋼管段檢查

        1號引水流道檢查過程中發(fā)現(xiàn)1號岔管與1號壓力鋼管連接處頂部有一處滲水點,其他部位均無滲水現(xiàn)象,下平段有9處灌漿孔孔口混凝土脫落,1處施工縫混凝土存在掉塊,1號、2號引水岔管各有1處灌漿孔孔口混凝土脫落,其他部位未發(fā)現(xiàn)缺陷。

        2號引水流道檢查過程中發(fā)現(xiàn)2號引水主洞混凝土右側腰線部位有一處滲水點,其他部位均無滲水現(xiàn)象,下平段有多處灌漿孔孔口混凝土脫落,6處施工縫混凝土存在掉塊,其他部位未發(fā)現(xiàn)缺陷。

        6 分析結論

        通過對監(jiān)測成果及現(xiàn)場檢查情況分析,黑麋峰抽水蓄能電站引水流道目前整體運行情況良好,各項監(jiān)測數據變幅較小,變化趨于穩(wěn)定,雖然現(xiàn)場檢查局部存在滲漏和掉塊的缺陷,但并不影響結構的整體穩(wěn)定。

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